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摘要：對于街道化程度較高的路段，施工振動將會對周邊建筑產(chǎn)生較大影響。為了解決這一工程難題，文中以110國道北京連接線為例，對免振壓混凝土碎石基層的應用，進行了系統(tǒng)的試驗研究，提出了免振壓水泥穩(wěn)定碎石基層級配設計方法和特殊的施工工藝。試驗表明：免振壓水泥穩(wěn)定碎石基層，不僅可以有效避免施工振動對周邊建筑的影響，而且，也能夠較好地滿足施工質(zhì)量的要求。研究成果具有一定的工程應用價值。

關鍵詞：道路工程；免振壓混凝土；級配設計；施工工藝　　

在水泥穩(wěn)定碎石基層的施工過程中，為了提高水泥穩(wěn)定碎石基層的壓實度，通常需要大噸位的振動壓路機，通過反復強振，才能密實成型，以便達到規(guī)定的強度要求。

對于街道化程度較高的路段，特別是村鎮(zhèn)過境路段，道路兩側(cè)房屋建筑質(zhì)量較差，在進行道路施工時，振動壓路機的反復強振，會使周邊的房屋受到不同程度的損壞，給周邊居民的生活帶來嚴重影響，道路施工也難以正常進行。因此，如何通過改變道路基層材料的配合比和施工工藝，才能有效降低壓路機的振動速度，成為本文的研究重點。

振動壓路機引起的振動是以波動的形式傳播和衰減的，建筑物所在地面振動速度與建筑結(jié)構(gòu)的損害程度關系密切。振動壓路機在某一特定振動頻率工作時。工程試驗采用cLG622振動壓路機。試驗表明：在12m范圍內(nèi)，地面振動速度大于5mm/s，振動壓路機工作時會對該范圍內(nèi)的磚瓦房產(chǎn)生損壞；距離為21m范圍內(nèi)，地面振動速度也會大于3mm/s，該振動速度將會對該范圍內(nèi)的土坯房及毛石房產(chǎn)生損壞。

可以看出，振動壓路機在正常工作時，將對周邊建筑產(chǎn)生較大破壞。而本文將采用免振壓水泥穩(wěn)定碎石基層，采用免振壓施工工藝，可以大大減輕對周邊建筑物的影響。

如何通過級配的優(yōu)化設計和特殊的施工工藝，在保證水泥穩(wěn)定碎石基層密實成型的同時，避免施工機具的振動對周圍建筑的影響，是免振壓水泥穩(wěn)定碎石基層級配設計的關鍵。項目以免振壓水泥穩(wěn)定碎石基層在北京110國道連接線的應用為例，對其應用效果進行室內(nèi)外試驗研究。

根據(jù)《公路路面基層施工技術細則》規(guī)定，不同道路等級的水泥穩(wěn)定碎石基層的級配范圍，其中的c-B-1列和c-c-1列級配分別宜用于高速公路和一級公路基層、底基層及二級及二級以下公路基層、底基層。根據(jù)力學效應分析和經(jīng)驗取值，經(jīng)過多重試驗認為：調(diào)低集料中較大粒徑集料所占比例，控制集料的最大粒徑，配制而成的水泥穩(wěn)定碎石基層，可以明顯降低振動速度的傳遞。如果水泥劑量控制為6%~9%時，配制不同級配的水泥穩(wěn)定碎石材料，可以達到理想的研究效果。

試驗所用集料分別提取了石灰?guī)r各檔石料進行混合料試驗，水泥采用普通硅酸鹽32.5級水泥。試驗按照免振壓參考級配中值進行控制。

擬定6%、7%、8%的3個水泥劑量，按照推薦級配的中值摻配。通過重型擊實試驗得到不同水泥劑量下的最佳含水量和最大干密度。再按照98%的壓實度標準，靜壓法成型15cm×15cm的圓柱體試件，在20℃±2℃的環(huán)境條件下，保濕養(yǎng)生6d，再浸水24h，測量試件的無側(cè)限抗壓強度。

考慮到免振壓水泥穩(wěn)定碎石材料設計中水泥劑量較高、小粒徑集料占比較多、濕度變化易產(chǎn)生干縮裂縫的特點，干縮試驗分別根據(jù)3種水泥劑量，靜壓成型尺寸為10cm×10cm×40cm的中梁試件。試件脫模后用塑料袋密封，置于溫度為(25±2)℃的標準養(yǎng)護室保濕養(yǎng)生7d之后，在室內(nèi)自然濕度下風干，直至含水量不再減小，干縮應變趨于穩(wěn)定為止。在不同時間點測定不同失水率的收縮情況。

可以看出，失水率隨時間逐漸增加，在前1周內(nèi)變化較快，20d后趨于穩(wěn)定；試件的干縮應變隨時間不斷增大，且干縮應變隨水泥劑量增大而增大，當采用較大水泥劑量時，水泥劑量對干縮應變影響的敏感性顯著。因此，在保證基層強度的前提下，應盡量使用較小的水泥劑量，不宜為了保證強度而過分提高水泥劑量。

由以上試驗可知：當水泥劑量達到7%時，水泥穩(wěn)定碎石的7d無側(cè)限飽水抗壓強度能夠達到5mPa的要求。且水泥劑量在7%時失水率和干縮系數(shù)在20d后趨于穩(wěn)定，故本段道路基層設計采用免振壓基層水穩(wěn)基層級配中值，水泥劑量為7%，最佳含水量為6.61%。

免振壓水穩(wěn)碎石基層由于采用特殊的級配，可以用普通壓路機來取代振動壓路機，即可達到預期的壓實強度。施工工藝將從以下4個方面控制。

拌和時拌缸長度宜大于5m。不足5m時，宜減緩進料速度并減少生產(chǎn)量，保證拌和時間大于20s。且實際拌和用水量，宜大于最佳含水量0.5%~1%。

攤鋪機行走速率控制在1~2m/min之間，兩臺攤鋪機相距5~8m，搭接10~20cm，振搗頻率和振幅要經(jīng)試驗段驗證后，保持一致并鎖定，不允許隨意調(diào)整。一般以不振碎混合料碎石，且攤鋪機不產(chǎn)生共振為最佳。

建議預夯錘振動頻率為40Hz左右，振幅在20mm以上；熨平板振動頻率小于6Hz，振幅大于8mm。螺旋布料器內(nèi)料位高度占比為3/4，或滿埋。嚴禁施工過程中收斗，每施工作業(yè)天允許收斗1次。攤鋪機兩側(cè)及外側(cè)增設橡膠圍裙，防止集料豎向離析。

每個作業(yè)面宜配備至少5臺壓路機，其中包括2臺重膠輪、2臺單鋼輪、1臺雙鋼輪。

初壓：由2臺重型膠輪壓路機緊跟攤鋪機進行碾壓，碾壓遍數(shù)為每臺3遍，共6遍。初壓時緊跟攤鋪機，并保持較短的初壓區(qū)長度，盡快使表面壓實，防止水分散失。

復壓：由2臺單鋼輪壓路機碾壓，碾壓遍數(shù)為每臺1遍，共2遍。復壓緊跟初壓進行，碾壓段的長度為40m。每臺壓路機均要全幅碾壓，防止幅面壓實度不均勻。

終壓：由1臺雙鋼輪壓路機消除輪跡印，并配合缺陷處理組對混合料離析現(xiàn)象、局部水分過大現(xiàn)象進行缺陷處理。

當重型膠輪壓路機初壓輪跡較深時，宜采用雙鋼輪壓路機初壓1~2遍。

養(yǎng)生要求同現(xiàn)行施工技術規(guī)范。

在上基層施工3~5d時，施工預鋸縫，間距一般為8~15m，深度為層厚的1/3左右，寬度為3~5mm。

水穩(wěn)底基層和基層總厚度一般為56~60cm，過街路段修補作業(yè)時，受到路段及通行時間的要求，兩層或多層鋪筑時，碾壓完成后，可直接鋪筑上承層，省去底基層和下基層的養(yǎng)生時間。但層間建議噴灑水泥凈漿或干水泥粉作為層間聯(lián)結(jié)措施。

水穩(wěn)基層和面層間的聯(lián)結(jié)措施推薦采用熱灑性瀝青碎石封層。熱瀝青灑布量宜在1.5kg/m2以上，碎石宜撒布粒徑為11~22mm或11~18mm的單粒徑碎石。

為了驗證免振壓水泥穩(wěn)定碎石基層設計與施工工藝是否滿足質(zhì)量控制指標的要求，對連接線500m試驗路段水泥穩(wěn)定碎石基層施工質(zhì)量進行了檢測?，F(xiàn)場檢測采用灌砂法檢測試驗段基層壓實度，采用鉆芯法取樣，取出的芯樣完整無散落且厚度滿足設計要求，將其切割成標準試件后檢測無側(cè)限抗壓強度。

檢測結(jié)果表明：試驗路段壓實度代表值和平均抗壓強度均可滿足規(guī)范要求。

通過本文的研究，主要得到以下結(jié)論。

(1)通過調(diào)低集料中較大粒徑集料所占比例、適當增大水泥劑量的方法，配制水泥穩(wěn)定碎石混合料，可以有效降低混合料對碾壓功能的要求，達到減輕振動傳遞速度的目的，降低施工對道路周邊建筑的影響程度。

(3)為了防止混合料中水分的散失，導致基層壓實度不足，施工過程中攤鋪完畢后應立即進行碾壓。復壓應當盡量消除膠輪壓路機碾壓造成的表面輪跡。

(2)考慮到免振壓水穩(wěn)基層施工的不均勻性，實際工程摻配的水泥劑量可比實驗室配合比確定的水泥劑量高0.5%，用水量宜大于最佳含水量0.5%~1%。

(4)干縮試驗表明：在室內(nèi)自然濕度下風干7d內(nèi)失水率變化較快，建議在施工過程中，嚴格控制混合料的含水量，做好養(yǎng)生工作并適當延長養(yǎng)生時間。